智能检测技术在水污染中的应用

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  作者简介:李贺,(1988—),性别:男,民族:汉,籍贯:安徽宿州,学历:本科,职称:助理工程师,研究方向(环境工程)
  摘 要: 由于各种历史和现实原因,我国生态环境恶化与环境污染问题难以得到有效控制,突发环境污染事件進入高发期,突发水污染事件在各类突发环境污染事件中是发生频率最高的。本文采用计算机技术、通信网络技术和“3S”(GIS、GPS、RS)技术,分析浑河流域抚顺段水污染情况,结合水质模型,针对目前我国浑河流域抚顺段水污染的突出问题及水污染事故进行模拟预测;分析在水源区域内工业开发对区域环境,尤其是对区域内的饮用水源地敏感目标的环境影响和潜在风险,识别出区域环境风险的主导因子。建立水污染自动化测报和应急处理的应用系统,为水环境安全管理提供服务。
  关键词: 浑河流域抚顺段;水污染;“3S”技术;监测;应急处理
  【中图分类号】 B03 【文献标识码】 B 【文章编号】 2236-1879(2017)13-0244-02
  一、引言
  水质监测工作在上世纪40、50年代还处于一个不发达的阶段。那时监测工作仅限于河流的几个断面;监测的时间也是从每月数次,到每日数次;监测方法多系人工操作〔8〕。美国在1958年开始对俄亥俄河进行水质自动监测。1960年纽约州的环保部门开始着手建立自动监测系统,用以代替人工监测网的工作,该州于1966年安装了第一个水质自动电化学监测器〔8〕。到上世纪90年代初,全美国水质监测系统分12个自动监测网,共有1 300多个水质自动监测站;在日本各水域和工矿排水几乎都设立了自动监测系统,利用计算机来管理及处理数据〔8〕。我国为加强水资源的管理,自20世纪80年代开始,在黄浦江、天津引滦济津段以及吉化、宝钢、武钢等大企业的供排水系统建立了水污染自动监测站,开始了对自动水质监测系统的研究〔8〕。我国黄浦江水质连续自动监测系统,于1983年底在上海建成,1984年正式投产运行,1985年9月通过鉴定。这些水污染自动监测系统的建立,不仅开创了我国水污染监测的新局面,同时也為我国继续建立水污染自动监测系统积累了经验。
  二、研究内容
  一河流几十公里之内就流经两座或几座城市,上游城市排放的污染物还没有完全净化干净,就进入到了下游城市,又会排入大量的废水,从而加剧了环境污染,水污染及其测报应急处理问题亟待解决,尤其在信息获取与发布、应急机制、应急监测、应急系统组织等方面。针对存在的问题来进行系统的研究,开发自动化测报系统和应急处理措施研究。
  本文主要的研究内容如下:
  (1)对浑河流域抚顺段主要污染源及污染趋势进行分析,浑河污染源主要来自两岸工业和生活排污口、市政管网污水溢流口和浑河市区段主要支流河排入的污水。在浑河流域抚顺段主要27个污染源中,抚顺钢厂和腈纶化工厂排污量最大。
  (2)通过地面监测与卫星遥感监测相结合的方法,对浑河流域抚顺段污染水体进行遥感定量反演。利用遥感卫星LandSatETM+波段对浑河抚顺段水污染进行监测研宄,分析水体中的化学需氧量、高锰酸盐指数、挥发酚和氨氮等污染物与遥感波段之间的关系,建立遥感波段与水质参数之间的关系方程。研究表明,对水体中的化学需氧量、高锰酸盐指数、挥发酚和氨氮等污染物,遥感监测效果较好的Landsat ETM+波段是蓝绿波段、绿色波段、热红外和中红外波段,得到了该地区各波段灰度值与污染物之间的反演模型。
  (3)利用QUAL2K模型,以浑河流域抚顺段支流苏子河为例,选用NH3-N、COD和BOD水质参数进行模拟。结果表明,模拟误差均在10%以内,能够达到模型精度的要求;对苏子河水质参数摸拟精度最高的是NH3-N,平均相对误差为4.25%,其次是BOD和COD,平均相对误差分别为6.17%和6.18%;对苏子河中游模拟误差最大,而下游的入河口模拟误差最小。QUAL2K模型能够较好的模拟浑河流域苏子河河段水质状况。
  (4)利用组件式GIS及ArcGISEngine技术,设计与开发了“浑河流域抚顺段水污染事故监控系统”和“浑河流域抚顺段水污染事故应急处理决策支持系统”,实现了集水污染事故监测、查询和决策为一体的监控系统。这两个系统具有一定的开放性、具有技术先进、结构简单、可靠性高、运行稳定和较高的多系统适应性等特点,能够及时掌握水体动态变化状况,发布事故动态变化信息,进行水源状况评测和物资调度,为及时釆取应急处理措施提供帮助。
  三、技术路线
  四、总结
  突发水污染事件应急响应支持系统具有预警功能。当污染事件发生时,该系统能模拟污染物的扩散,及时、快速、准确、有效的进行处理处置,将污染程度和范围降到最小。为重大水污染事件的发生提供预警水污染事件监控系统具有如下功能:能够明确界定可能引发流域内水污染事件的区域并备案;对可能会造成污染的污染源的具体地理位置和数量能清晰指出,建立针对各个污染源的应急处理、现场防护和风险预防等相关措施,使各类水污染事件的风险降到最小;突发水污染事件一旦发生,应急处理和现场防护措施就会告知相关部门和单位,立即釆取有效措施,建立隔离带,切断污染源,使现场人员的生命安全得到保证,尽可能的降低污染程度和范围降。
  参考文献
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